Torção testicular (TT) é uma síndrome urológica comumente encontrada em recém nascidos, crianças e adolescentes. Neste trabalho foi estudada as lesões morfológicas e a função reprodutiva em ratos adultos que sofreram TT, em diferentes idades de maturidade sexual e o efeito protetor da L-arginina, contra os danos causados pela isquemia/reperfusão na torção testicular. Dezoito ratos pré-púberes (4 semanas de vida) dezessete púberes (6 semanas de vida) e dezessete adultos (9 semanas de vida) foram submetidos à TT. Sob anestesia o testículo direito foi rotacionado em 720 e fixado, sendo então destorcido após 4 horas. Vinte e quatro ratos (ARG4, n=8, ARG6, n=8 e ARG9 n=8) foram submetidos ao tratamento com 650mg/kg de L-arginina, por via oral, durante 7 dias. Outros trinta ratos de mesma idade sofreram cirurgia simulada (SH4, n=10, SH6, n=10 e SH9, n=10). Com 12 semanas de idade, foram submetidos ao acasalamento controlado com 3 fêmeas e ao vigésimo dia de gestação o número de fetos, corpos lúteos, absorções e implatações foram contados. Na 14 semana, os ratos foram mortos e os espermatozóides coletados da cauda dos epidídimos, foi anotado o peso corporal, o peso e volume testicular. O soro foi usado para dosagem de testosterona. Foram avaliadas a concentração, motilidade e a viabilidade espermática. Os testículos coletados foram fixados em Bouin, pós-fixados em formalina e processados em parafina. Utilizando o programa de imagem Image J, lâminas coradas com HE, mensuramos a altura do epitélio, densidade volumétrica e diâmetro do túbulo seminífero. Para avaliar a integridade do epitélio seminífero foi utilizado a frequência dos estágios do ciclo do epitélio e o escorre de Johnsen. Também foi avaliado a proliferação do compartimento tubular e intertubular, através da imunomarcação com PCNA. Os dados foram tabulados e as médias dos grupos comparadas pelo teste de ANOVA com pós-teste de Bonferroni ou teste de Kruskal-Wallis com pós teste de Dunns (programa Graphpad Prism, com p < 0,05). Os resultados revelaram grandes danos produzidos pela injuria testicular, no testículo ipsilateral, com diminuição da capacidade reprodutiva, da concentração, viabilidade e mobilidade, do peso e volume testicular. Animais TT9 não apresentaram espermatozoides nas amostras coletas. Houve diminuição do diâmetro dos túbulos seminíferos e da altura do epitélio, aumento do compartimento intertubular, com ênfase dos vasos sanguíneos, aumento da proliferação celular estromal e diminuição da proliferação epitelial. Houve diminuição da concentração sérica de testosterona no grupo TT4, quando comparado como grupo TT9. Em geral, os animais submetidos à torção na fase adulta foram os mais acometidos. Não foram encontradas alterações dignas de nota, nos testículo contralaterais. Animais tratados com L-arginina obtiveram melhora dos índices reprodutivos, com aumento da potência em todas as idades. Houve aumento da concentração espermática no testículo contralateral de ARG4 e ARG6, mostrando que a L-arginina atuou como antioxidante. Não houve proteção para as lesões causadas pela torção na maioria dos grupos, mas os animais tratados ARG9 apresentaram concentração espermática mensuravel, quando comparados aos ratos TT9, que tinham azospermia. / Testicular torsion (TT) is a urologic syndrome commonly found in infants, children and adolescents. In this work, the morphological damage and reproductive function in adult rats that underwent TT in different ages of sexual maturity and the protective effect of L-arginine against damage caused by ischemia / reperfusion in testicular torsion. Eighteen prepubertal rats (4 weeks old) seventeen pubertal (6 weeks old) and seventeen adults (9 weeks old) underwent TT. Under anesthesia, the right testis was rotated 720 and fixed, and then distorted after 4 hours. Twenty four rats (ARG4, n = 8, Arg6 n = 8, and Arg9 n = 8) were treated with 650mg/kg of L-arginine orally for 7 days. Other thirty rats of the same age underwent sham surgery (SH4, n = 10, SH6 n = 10, and SH9 n = 10). At 12 weeks of age, were subjected to controlled breeding 3 females and twentieth day of gestation and number of fetuses, corpora lutea, implantations, and absorptions were counted. At 14 weeks, the rats were killed and sperm collected from the epididymis tail was also noted body weight, testicular weight and volume. The serum was used for measurement of testosterone. We evaluated the concentration, motility and sperm viability. The testes were collected and fixed in Bouin, post-fixed in formalin and processed in paraffin. Using imaging program Image J, HE-stained slides, we measured the height of the epithelium, volume density and diameter of the seminiferous tubule. To evaluate the integrity of the seminiferous epithelium was used the frequency of the cycle stages of the epithelium and Johnsens scorre. Also evaluated was the proliferation of the tubular and intertubular compartment by immunostaining with PCNA. Data were tabulated and the means of groups were compared by ANOVA with Bonferroni post-test or Kruskal-Wallis with Dunns post test (Graphpad Prism, p <.05). The results revealed major damage produced by testicular injury in the ipsilateral testis, with decreased reproductive capacity, concentration, viability and motility, weight and testicular volume. TT9 animals showed no sperm in the samples collected. A decrease of the seminiferous tubule diameter and height of the epithelium, increased intertubular compartment, with emphasis on blood vessels, increased proliferation and reduced stromal cell epithelial proliferation. There was a decrease in serum testosterone group TT4, when compared as a group TT9. In general, animals subjected to torsion at 9 weeks were the most affected. There were no notable changes in the contralateral testis. Animals treated with L-arginine showed improvement of reproductive rates, with increased potency at all ages. There was increased sperm concentration in the contralateral testicular ARG4 and ARG6, showing that L-arginine acted as an antioxidant. There was no protection for injuries caused by twisting in most groups, but animals treated ARG9 showed measurable sperm concentration compared to TT9 mice that had azoospermia.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-07Bitstream added on 2014-06-13T19:12:17Z : No. of bitstreams: 1 vargasauccalla_t_dr_ift.pdf: 914143 bytes, checksum: 01581bcd9894890bd23ed615c45ab8ac (MD5) / Com o objetivo de entender como a torção descreve a interação gravitacional no contexto do Equivalente Teleparalelo da Relatividade Geral, obtemos os campos de tetrada, a conexão de Weitzenböck e o tensor de torção relativo a um espaço-tempo com simetria esférica de Schwarzschild. As mesmas grandezas são também obtidas para o caso do espaço-tempo estacionário com simetria axial de Kerr, assim como para o acoplamento spin-órbita. Mostra-se que, no limite de campo fraco, as partes tensorial e vetorial da torção de Schwarzschild combinam-se para dar o potencial newtoniano, enquanto que a torção axial, nas aproximações de campo fraco e rotação lenta, aparece como o componente gravito-magnética do campo gravitacional. A torção axial, portanto, é a responsável pelo efeito Lense-Thirring. Para o acoplamento spin-órbita, mostra-se que o acoplamento gravitacional da torção axial com o spin corresponde à interação spin-rotação, com a parte axial da torção representando a velocidade angular de rotação. Por outro lado, considerando a variedade de Weitzenböck como uma seqüência apropriada de redes discretas, composta de um número crescente de simplexos cada vez mais menores, obtém-se o análogo discreto da ação teleparalela, assim como suas correspondentes equações de campo. Para isso, assume-se que o interior de cada simplexo (polígino de Delaunay) é plano, e o comprimento l entre qualquer par de vértices serve como a variável independente, de maneira que a torção resulta localizada na hipersuperfície bidemensional (triângulo de deslocamento, ou hinge) da rede. / As an attempt to understand the mechanism through which torsion describes the gravitational interaction in the context of the teleparallel equivalent of general relativity, we obtain the tetradm the Weitzenböck connection, and the torsion fields of the spherical symmetric Schwarzschild solution. The same magnitudes are obtained for the case of the stationary axi-symmetric Kerr solution, as well as for the rotation-spin coupling. It is shown that, inthe weak field limit, the vector and the tensor parts of the Schwarzschild torsion combine themselves to yield the newtonian force, whereas in the slow-rotation and weak-field approximation, the axial torsion of the Kerr solution is shown to paly the role of the gravitomagnetic component of the gravitational field. The axial torsion, therefore, is the responsible for the Lense-Thirring effect. Concerning the spin-rotation coupling, it is shown that the gravitational coupling of the axial torsion with spin corresponds to the rotation-spin interaction, with the axial torsion playing the role of the rotational angular velocity. On the order hand, by considering the Weitzenböck manifold as the limit of a suitable sequence of discrete lattices composed of an increasing number of smaller and smaller simplices, it is obtained the discrete analogues of the teleparallel action, as well as the corrresponding simplicial vacuum field equation. This is done by considering the interior of each simplex (Delaunay lattice) as flat, and the link lengths l betwenn any pair of vertices as independent variables, so that torsions turns out to be localized in the two dimensional hypersurfaces (dislocation triangle, or hinge) of the lattice.

Medições realizadas em edifícios altos, em escala real, têm mostrado que o carregamento devido à ação do vento pode causar importantes efeitos de torção. A atual tendência de construção de prédios com formas e sistemas estruturais mais complexos promove a acentuação das excentricidades entre o centro de massa, centro elástico e o ponto de aplicação instantânea de forças aerodinâmicas. Soma-se a isso o fato de os edifícios altos modernos estarem se tornando cada vez mais esbeltos e leves, o que baixa a velocidade (do vento) de disparo de fenômenos como galope e drapejamento torcional, fazendo com que esta velocidade se aproxime cada vez mais das velocidades do vento consideradas nos projetos. Frente a isso, os efeitos dinâmicos, tanto de flexão como de torção, induzidos pelo vento em edifícios altos representam uma importante consideração nos projetos de estruturas modernas. Os métodos analíticos para determinação da resposta de edifícios altos submetidos à ação do vento, hoje disponíveis, não levam a resultados satisfatórios em casos de geometrias não regulares, bem como não contemplam efeitos torsionais. Seu uso também não é recomendado no caso de estruturas muito flexíveis, cujo movimento afeta as forças aerodinâmicas que nelas atuam. Nessas situações, a melhor opção para os engenheiros é um estudo mais detalhado dos efeitos do vento sobre a estrutura, através de ensaios de modelos em escala reduzida em túneis de vento, que simulem as características do vento natural. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um mecanismo que permita a obtenção da resposta de edifícios altos frente à ação do vento, a partir de ensaios em túnel de vento com modelos em escala reduzida. Busca-se determinar a resposta em termos de suas componentes médias e flutuantes. Admite-se que a parcela dinâmica contempla os dois modos fundamentais de vibração livre em flexão, ortogonais entre si e aproximados de forma linear, e o primeiro modo de torção, aproximado de forma constante. As simplificações adotadas permitem que os modelos tenham baixa complexidade de projeto e construção, diminuindo, assim, o custo da modelagem e tornando o processo experimental mais ágil. Para validar os resultados obtidos com a utilização do mecanismo desenvolvido foram realizados ensaios em escala reduzida do CAARC Standard Tall Building, edifício alto tomado como padrão para calibração de técnicas de modelagem aeroelástica, no Túnel de Vento Professor Joaquim Blessmann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os resultados obtidos foram comparados com os valores publicados por outros pesquisadores e com resultados determinados a partir de ensaios de medidas de pressões em alta freqüência. A coerência entre os valores comparados permitiu concluir que o equipamento simula satisfatoriamente o comportamento dinâmico de edifícios altos submetidos à ação do vento, mesmo perante fenômenos aeroelásticos, como a ressonância por desprendimento alternado de vórtices. A partir dos resultados verificou-se também a importância dos efeitos dinâmicos de torção induzidos pela ação do vento, e a necessidade de que sejam apropriadamente considerados nos projetos / Measurements performed in full-scale high rise buildings have shown that wind loading may cause important torsional effects. The current trend of building construction, with new shapes and complex structural systems promotes an increase in the distances (eccentricities) among the center of mass, elastic center and the instantaneous point of application of the resulting wind loads. Furthermore, modern tall buildings are becoming increasingly light and slender, diminishing the trigger wind speed of some phenomena such as galloping and torsional flutter, bringing these velocities closer to the design wind speeds. Therefore, wind induced bending and torsional dynamic effects in tall buildings play an important role in the design of modern structures. The current analytical methods for the response determination of tall buildings under wind loading do not lead to reliable results for the non regular building shapes, as well as do not consider torsional effects. Also, its use is not recommended for the case of very flexible structures, where the structure´s own motion may affect the aerodynamic forces acting on it. In these situations, the best option for engineers is a more detailed study of the wind effects, through boundary layer wind tunnels. The aim of this study is the development of a device that allows the determination of the response of tall buildings under wind loading, through wind tunnel tests with reduced scale models. The goal is the determination of the responses in terms of its mean and fluctuating components. It is assumed that the dynamic parcel contemplates the two fundamental bending modes of vibration, orthogonal and linear, as well as the torsional mode, which is assumed constant along the height. The adopted simplifications allow for a low complexity in the process of model design and construction as well as for a very low modeling cost, making more efficient the whole testing process. To validate the device, tests were performed with a reduced scale model of the CAARC Standard Tall Building, which is taken as a standard for the calibration of aeroelastic modeling techniques, in Prof. Joaquim Blessmann boundary layer wind tunnel of the Federal University of Rio Grande do Sul. The obtained results were compared with other researchers' values as well as with results obtained from pressure measurements, in a rigid model. The agreement among the compared values allows the conclusion that the device simulates satisfactorily well the dynamic behaviour of high rise buildings under wind loading, even for aeroelastic phenomena such as the resonance due to vortex shedding. It was also verified the importance of the wind induced torsional effects and the need for its proper consideration in the design process.

A análise do comportamento estrutural sob incêndio constitui uma parte importante da engenharia de proteção contra incêndio, especialmente no caso de estruturas de aço, por sua alta condutividade térmica e relativa esbeltez das seções. As dificuldades econômicas e práticas, associadas à avaliação do comportamento estrutural, por meio de ensaios em escala real, têm estimulado o desenvolvimento e uso de métodos de simulação numérica. Esta tese trata da simulação numérica do comportamento de estruturas de aço sob condições de incêndio e se divide em três partes. As duas primeiras partes foram desenvolvidas na Universidade de Liége, na Bélgica, usando-se o programa SAFIR como ferramenta numérica. A terceira parte foi desenvolvida de forma independente, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Na primeira parte, é feito um estudo comparativo entre o uso de elementos finitos de viga e de casca, na modelagem de vigas simplesmente apoiadas, sujeitas a flambagem lateral por torção. Os esforços de torção, presentes no caso de flambagem lateral, podem levar a uma plastificação da seção transversal e à conseqüente redução da rigidez à torção da seção. Da mesma forma, a degradação das propriedades do material, com o aumento da temperatura, leva à redução da rigidez à torção Havia dúvidas se o modelo com elementos de viga, com uma rigidez à torção constante, poderia fornecer uma resposta aceitável. O estudo mostrou que uma resposta com boa precisão pode ser conseguida, usando-se elementos de viga, desde que o módulo de elasticidade transversal seja ajustado para refletir seu valor correspondente à temperatura de falha. Isso implica um processo iterativo, uma vez que a temperatura de falha não é previamente conhecida. Por outro lado, a degradação da rigidez à torção, por efeitos de plastificação, pode ser ignorada. Na segunda parte, é feita a comparação entre as modelagens bidimensional e tridimensional, de galpões industriais de um andar, sob incêndio. Comumente, a estrutura de galpões industriais é composta por pórticos-tipo, dispostos em paralelo. A análise desses galpões é comumente feita pela simulação no plano do pórtico de aço ou, simplesmente, da treliça da cobertura Na análise bidimensional, importantes efeitos fora do plano são ignorados, como a redistribuição de esforços devido à degradação do material ou à expansão térmica, ou instabilidade lateral dos elementos. A importância desses efeitos e a adequabilidade do modelo 2D para representar o comportamento real são discutidas. Na terceira parte, um modelo numérico para a simulação tridimensional do comportamento de estruturas de aço sob incêndio é apresentado. O modelo é baseado no conceito de rótulas plásticas generalizadas, com modificações para melhor representar a formação e expansão da plastificação no elemento. A descrição cinemática adotada permite obter bons resultados, mesmo com o uso de poucos elementos. A determinação do vetor de esforços internos no elemento, incluindo os efeitos da temperatura, é detalhada. O procedimento foi validado por comparação com ensaios e com modelos numéricos mais sofisticados, como o programa SAFIR. Os resultados demonstram que o procedimento proposto pode ser usado como uma forma alternativa de análise 3D de estruturas sob incêndio, com precisão razoável e baixo esforço computacional.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6680.pdf: 8910629 bytes, checksum: 2223220bfe27cba5df32a8d026e02fc8 (MD5) Previous issue date: 2014-07-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / Flow stress curves of ASTM F 138 austenitic stainless steel were obtained through isothermal hot torsion testing in the temperature range of 900- 1200oC and in the strain rate range of 0,01-10s-1, totaling 24 experiments. To understand the dynamic softening during hot working of this material, the shape of the flow stress curves and the parameters required to calculate activation energy for hot working were evaluated. Also, the semi-empirical equations describing these parameters as function of Zener-Hollomon parameter (Z) were obtained. Mathematical modeling of flow stress curves was developed taking into account the recovery parameter r and the Avrami exponent n. Processing maps were constructed using the Dynamic Materials Model. The attained microstructures were analyzed by optical microscopy and the microstructure evolutions under some processing conditions were evaluated by EBSD technique. These procedures were also used to obtain the recrystallized fraction, to identify what softening mechanism was operating and in which conditions it becomes more active. Due to the intermediate stacking fault energy level in this material (78mJ/m2), attained data indicate that dynamic softening occurs in a balance between dynamic recovery and dynamic recrystallization, with temperature having a determining role. At higher Z, extended dynamic recovery takes place and dynamic recrystallization becomes incomplete due to plastic instabilities such as localized flow. Lower Z values offer favorable conditions for complete dynamic recrystallization, even if were necessary to impose large straining. / As curvas de escoamento plástico do aço inoxidável austenítico ASTM F 138 foram obtidas por meio de ensaios de torção a quente isotérmicos contínuos, com temperaturas na faixa de 900 a 1200oC e taxas de deformação (&#61541;&) variando entre 0,01 e 10s-1, totalizando 24 ensaios. Com o intuito de compreender o amaciamento dinâmico deste material em altas temperaturas, as curvas foram avaliadas quanto à forma e foram determinados os parâmetros necessários para calcular a energia de ativação aparente para a deformação a quente e as equações semi-empíricas em função do parâmetro Z, de Zener- Hollomon. Realizou-se a modelagem matemática das curvas de escoamento plástico em função do parâmetro de recuperação r e da cinética de recristalização de Avrami de acordo com o expoente n, e os mapas de processamento deste aço foram construídos. As microestruturas resultantes dos ensaios foram analisadas por microscopia óptica e avaliou-se a evolução microestrutural em algumas condições de processamento por meio da técnica de EBSD a fim de obter a fração recristalizada do material, além de identificar os mecanismos de amaciamento atuantes e em quais condições de processamento estes se tornam mais efetivos. Pelo fato deste material possuir um valor intermediário de energia de falha de empilhamento (78mJ/m2), os resultados, quando avaliados em conjunto, indicam que o amaciamento ocorre num balanço entre recuperação e recristalização dinâmica, com a temperatura exercendo um papel fundamental neste aspecto. Para os maiores valores de Z, a recuperação dinâmica avança até deformações elevadas e a recristalização dinâmica não se completa devido à instabilidade plástica causada por fluxo localizado, enquanto que para menores valores de Z, as condições tornam-se mais favoráveis à recristalização, mesmo que necessitando de altas deformações para se completar.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2081.pdf: 6174957 bytes, checksum: 676451974da9b2ef21785297b4686072 (MD5) Previous issue date: 2007-10-26 / One of the key points in steel development has been the refinement of the microstructure, however without change the chemical composition with addition of alloy elements. The refinement of the ferrite grain size leads simultaneously to an increase in strength and toughness. Ultrafine grains can be produced through thermomechanical controlled treatments, generated by dynamic strain-induced phase transformation (g®a), which also can be associated with others dynamic phenomena, such as dynamic recrystallization. In this work a low and a middle carbon steel were previously austenitized at 900ºC for 180 s and cooled at 1ºC/s to a given deformation temperature established in relation to their critical temperatures. The deformation were applied with a strain of 2,5 at a strain rate of 1 s-1. The behavior of the materials during the deformation was analyzed using the stress-strain curves obtained from torsion experiments. After deformation, the samples were air cooled and the final microstructure characterized by scanning electron microscopy. It was determined with success a route capable to produce ultrafine ferrite grains, where grain size of 1,6 &#956;m were produced for the Cos Ar 60 steel and 1,3 &#956;m for the SAE 1548 steel. / Um dos pontos chave no desenvolvimento de aços têm sido o refinamento da microestrutura, porém sem alterar a composição química com a adição de elementos de liga. O refinamento do tamanho de grão ferrítico conduz simultaneamente a um aumento de resistência e tenacidade. Grãos ultrafinos podem ser produzidos através de tratamentos termomecânicos controlados, gerados pela transformação dinâmica de fase (g®a) induzida por deformação, podendo estar ainda associado a outros fenômenos, como recristalização dinâmica. Neste trabalho um aço com baixo e outro com médio teor de carbono foram previamente austenititizados a 900ºC por 180 s, sendo em seguida resfriados a uma taxa de 1ºC/s e deformados por ensaios isotérmicos de torção em temperaturas estabelecidas segundo suas temperaturas críticas de transformação. As deformações foram aplicadas com uma quantidade de 2,5 e a uma taxa 1 s-1. O comportamento dos materiais durante a deformação foi analisado utilizando as curvas de escoamento plástico obtidas dos ensaios de torção. Após a deformação, as amostras foram resfriadas ao ar e a microestrutura final caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. Foi determinada com sucesso uma rota capaz de produzir grãos ferríticos ultrafinos, onde grãos de 1,6 &#956;m foram produzidos para o aço Cos Ar 60 e 1,3 &#956;m para o aço SAE 1548. Um dos pontos chave no desenvolvimento de aços têm sido o refinamento da microestrutura, porém sem alterar a composição química com a adição de elementos de liga. O refinamento do tamanho de grão ferrítico conduz simultaneamente a um aumento de resistência e tenacidade. Grãos ultrafinos podem ser produzidos através de tratamentos termomecânicos controlados, gerados pela transformação dinâmica de fase (g®a) induzida por deformação, podendo estar ainda associado a outros fenômenos, como recristalização dinâmica. Neste trabalho um aço com baixo e outro com médio teor de carbono foram previamente austenititizados a 900ºC por 180 s, sendo em seguida resfriados a uma taxa de 1ºC/s e deformados por ensaios isotérmicos de torção em temperaturas estabelecidas segundo suas temperaturas críticas de transformação. As deformações foram aplicadas com uma quantidade de 2,5 e a uma taxa 1 s-1. O comportamento dos materiais durante a deformação foi analisado utilizando as curvas de escoamento plástico obtidas dos ensaios de torção. Após a deformação, as amostras foram resfriadas ao ar e a microestrutura final caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. Foi determinada com sucesso uma rota capaz de produzir grãos ferríticos ultrafinos, onde grãos de 1,6 &#956;m foram produzidos para o aço Cos Ar 60 e 1,3 &#956;m para o aço SAE 1548.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3107.pdf: 6254906 bytes, checksum: 73ea74c0286c326dea5191d461f409e7 (MD5) Previous issue date: 2009-11-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / In order to analyze the microstructure and to know the dynamic softening mechanics that take place during the hot work in F 138 stainless steel, physical simulation was carried out through continuous isothermal hot torsion tests in a wide range of temperatures and strain rates, covering the real conditions of processing used in the manufacture of orthopedic implants with this material. The plastic flow stress curves obtained in this study showed a typical behavior of dynamic recrystallization. Also was determined the peak and steady-state stresses (&#963;p, &#963;ss) and strains (&#949;p, &#949;ss) and also the value of apparent activation energy for F 138 stainless steel, which is Q = 475kJ/mol. Through the curves of work-hardening rate vs. equivalent stress (&#952; vs. &#963;), the values of critical stress (&#963;c) and strain (&#949;c) for initiation of dynamic recrystallization are obtained. The metallographic observation was used to measure the average grain size under all deformation conditions, and also for the pre-deformed grain, D0 = 85.1&#956;m. Thus it was possible to obtain empirical mathematical equations for the studied steel, which relate the processing parameters with the average grain size, since the resulting grain varies with processing conditions. The obtained data in this study will form a database which could be used in softwares of thermomechanical processing numerical simulation, which will permit the previous evaluation of resulting microstructure in a hot work processing of this material. / A fim de analisar a microestrutura e conhecer os mecanismos de amaciamento dinâmicos atuantes sob trabalho a quente no aço inoxidável F 138, foi feita a simulação física através de ensaios de torção a quente isotérmicos contínuos em uma ampla faixa de temperaturas e taxas de deformação, abrangendo as condições reais de processamento utilizadas na fabricação de próteses ortopédicas com este material. As curvas de escoamento plástico obtidas neste trabalho apresentaram um comportamento típico de recristalização dinâmica, de onde se determinou as tensões e deformações de pico e de estado estacionário e também o valor da energia de ativação aparente para o aço F 138, que é de Q = 475 kJ/mol. Através das curvas da taxa de encruamento vs. tensão equivalente obteve-se os valores da tensão e deformação críticas para início da recristalização dinâmica. A observação metalográfica permitiu medir o tamanho médio de grão resultante para todas as condições de deformação, e também para o grão pré-deformado, D0 = 85,1 &#61549;m. Com isso, foi possível obter parâmetros para formulação de equações matemáticas empíricas do aço em questão, que relacionam os parâmetros de processo.com o tamanho médio de grão, uma vez que o grão resultante varia com as condições de processamento. Os dados obtidos neste trabalho formarão um banco de dados para posterior simulação numérica em softwares de processamento termomecânico, que permitirão avaliar previamente a microestrutura resultante em um processamento a quente deste material. Assim, este trabalho foi realizado com o intuito de conhecer os mecanismos de amaciamento dinâmicos do aço F 138, bem como sua microestrutura resultante em uma extensa faixa de condições de deformação a quente, a fim de aperfeiçoar seu processamento industrial, no sentido de obter condições para melhorar suas propriedades mecânicas finais através do controle microestrutural.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo Unfer.pdf: 5026505 bytes, checksum: b1a9b812ca57fee435c193dd97394575 (MD5) Previous issue date: 2004-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A computerized prototype machine for cold torsion testing has been developed, constructed and tested in the Laboratory of Metal Forming at UDESC (University the State the Santa Catarina) - Joinville. The equipment consists of a horizontal torsion machine, employing an electric motor, a wheel, a horizontal axle and a control and acquisition data system. The goal of this torsion test machine is to simulate the conditions of industrial processing of metals as cold upsetting and rolling. Experimental tests were carried out at a constant angular speed which imposed a constant shear strain rate to the specimen. Setting the rotation speed to 60 rpm, it was possible to simulate the initial operation stage of sheet metal rolling process which utilizes the strain rate of about 2/s, and by increasing it up to the strain rate of 10/s , the final sheet calibration stage could be simulated (in cold rolling). To attain good repetibility of results in the torsion tests, the angular velocity must be controlled carefully to provide a sound bases for understanding the plotted curves and its features. The torsion test has been carried out on materials such as annealed steel 1020, brass, pure copper and pure aluminium. The mechanical behavior of the metallic materials until fracture can be studied considering the rupture type (how for example is the features of ductile and brittle fracture). This test has been used to determine the mechanical properties of those metals after the plastic flow has taken place (as for example &#964;esc, &#964;máx, &#964;rup e n workhardening) that are obtained from the torque (M) versus twist angle (&#952;) curves. Thus, from measurements of the torque (M - Nm) and the angle of twist (&#952; - degree), it was possible to construct the shear stress (&#964;) versus shear strain (&#947;), equivalent stress ( &#963;) versus equivalent strain ( &#949;) curves and obtain the work-hardening equations. The obtained results from the cold torsion tests has shown that the machine of plastic torsion is adequate for laboratory simulation of material in cold rolling and forging studies and also for the determination of mechanical properties of metallic materials. The observed equivalent stress and equivalent strain curves have shown that the total elongation or strain to fracture &#949;f has not shown a meaningful increase with the strain rate for 1020 steel performed in simple tensile (strain rate 1,7x10-3/s) and plastic torsion (strain rate 2/s) : 16,5% in tensile test and 13,5% in torsion test, see figure 5.9. However, in the case of brass (&#949;f 35% in tensile and 15% in torsion, figure 5.10 ); for copper (18% in tensile and 47% in torsion, see figure 5.11) and for aluminium (10% in tensile and 53% in torsion, see figure 5.12), all material were annealed. That is, for the same strain rate conditions as steel, these materials have shown a relevant increase in elongation for torsion test, or these materials have larger plastic strain before arriving fracture, although they have been tested in torsion with a higher strain rate compared with the simple tensile tests. According to the torque (M) versus twist angle (&#952;) curves for annealed 1020 steel, annealed brass, annealed copper and annealed aluminium, it was observed that tubular specimens have ruptured almost immediately after arriving the maximum torque or the plastic instability point. That is, rupture occurred immediately after the instability point has been attained, suggesting that rupture mechanisms are associated to the mechanics of instability. However, there is a subtile difference of material behavior: copper and aluminium have presented an extra small strain after the point of maximum. In view of this, it can be asserted that in torsion test of metals there is also the occurrence of the instability phenomena and the plastic strain localization in the narrow rupture band. Although, local necking has not been noted as in simple tension test. / O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento, operação e ensaios de uma máquina protótipo automatizada para a realização de ensaios de torção plástica a frio. O projeto e operação da máquina foram realizados no Laboratório de Conformação Mecânica da UDESC - Joinville (Universidade do Estado de Santa Catarina). Este equipamento consiste de uma máquina horizontal de ensaio de torção por meio do acionamento de um motor elétrico, volante, eixo e um sistema de controle e aquisição de dados. A finalidade deste protótipo é realizar ensaios com materiais metálicos a fim de simular o comportamento à deformação plástica que ocorrem nos processos industriais de conformação de metais como na laminação e no forjamento a frio. Os ensaios são realizados com uma rotação constante que impõe uma taxa de deformação de cisalhamento constante. Variando-se as velocidades de deformação dos ensaios (através da mudança da rotação), é possível simular a laminação que utiliza taxas de deformações de 2/s no início do processo ou na etapa de desbaste até uma taxa de 10/s no acabamento final (no caso da laminação a frio). Sendo importante ressaltar que em relação a máquina de torção plástica, é necessário controlar e definir as velocidades de deformação para se obter uma boa repetibilidade de resultados. Através destes ensaios é possível determinar as propriedades mecânicas dos materiais tais como o módulo de elasticidade de cisalhamento (G), tensão limite de escoamento (&#964;esc), tensão máxima (&#964;máx), tensão de ruptura (&#964;rup), índice de encruamento (n) e coeficiente de sensibilidade à taxa de deformação. Pode-se investigar tanto o comportamento mecânico como o tipo de fratura (dúctil ou frágil) e os mecanismos de ruptura que ocorrem na realização do ensaio de torção plástica. No caso do aço SAE 1020, cobre, latão e alumínio recozidos os corpos de prova maciços e ocos (tubular) apresentaram uma fratura dúctil. O número de corpos de prova utilizados para os ensaios de torção plástica para o aço SAE 1020, latão e cobre recozidos foram 2 maciços e 2 ocos (tubulares) e para o alumínio 1 maciço e 2 ocos (tubulares). De acordo com os resultados obtidos através da máquina de torção plástica não foi possível simular as mesmas condições de deformação que ocorrem no processamento industrial na laminação a frio devido limitações no sistema de aquisição de dados. Estas limitações ocorrem em função da placa (taxa de transferência de 187,5 Kbs) utilizada que apresentou uma baixa taxa de transferência de dados do CLP (controlador lógico programável) para o programa elipse scada. Foi utilizada então uma taxa de deformação de 2/s 61 rpm (que é similar ao desbaste inicial no processo de laminação a frio) em função da limitação do equipamento de se variar este parâmetro, que se aproximou do desbaste inicial na laminação a frio. Para determinação do m (sensibilidade a taxa de deformação) utilizaram-se curvas de tensão verdadeira logarítmica versus deformação verdadeira logarítmica obtidos nos ensaios de tração simples considerando uma média de 3 valores de deformação verdadeira para o aço SAE 1020 e alumínio recozidos com os diferentes valores de tensão verdadeira nas duas taxas de deformações usadas nestes ensaios que foram de 0,17x10-2/s e 3,34x10-2/s que se mantiveram constates. Para os materiais latão e cobre recozidos as mesmas curvas não apresentaram variação de valores de tensão verdadeira para as duas taxas consideradas, portanto o valor de m para estes materiais é zero. Neste caso não foi possível calcular a sensibilidade a taxa de deformação m nos ensaios de torção plástica, sendo necessário utilizar os mesmos valores obtidos nos ensaios de tração simples (como ponto de partida para os cálculos de tensão de cisalhamento e deformação de cisalhamento) , onde utilizaram-se 2 corpos de prova para o aço SAE 1020, latão, cobre e alumínio recozidos realizados na máquina universal de ensaios mecânicos. Para se determinar as curvas de tensão de cisalhamento versus deformação, tensão equivalente versus deformação equivalente e as equações da plasticidade do aço SAE 1020, latão, cobre e alumínio recozidos, utilizaram-se os valores obtidos da aquisição de dados pelo programa elipse scada gerados em uma tabela contendo torque (Nm) e ângulo de rotação (graus), que por sua vez é convertida para o programa da Microsoft Excel. Através dos valores de torque e ângulo de rotação convertido para o Excel utilizaram-se as equações específicas (de acordo com os capítulos 4 e 5) para os corpos de provas maciços e ocos (tubulares) usados nos ensaios de torção plástica. Nas curvas de tensão equivalente versus deformação equivalente observou-se que com a variação da taxa de deformação no aço SAE 1020 realizada nos ensaios de tração simples (taxa de 1,7x10-3/s) e torção plástica (taxa de 2/s) que não apresentou um aumento significativo na ductilidade ou alongamento total &#949;f do material (16,5% na tração e 13,5% na torção , ver fig. 5.9 ). Já no caso do latão (&#949;f : 35% na tração e 15% na torção, fig. 5.10 ), para o cobre (18% na tração e 47% na torção, fig. 5.11) e para o alumínio (10% na tração e 53% na torção, fig. 5.12) todos recozidos. Para os mesmos valores de taxa de deformação do latão, cobre e alumínio apresentaram um aumento significativo no alongamento total na torção, ou seja, estes materiais se deformaram mais antes de atingir a ruptura, embora tenha-se um aumento da velocidade de deformação realizada nos ensaios de torção plástica comparado com a tração simples. De acordo com as curvas de torque versus ângulo de rotação para o aço SAE 1020, latão, cobre e alumínio recozidos observou-se que os corpos de prova ocos (tubulares) romperam quase imediatamente após atingirem o torque máxima sendo este o ponto de instabilidade plástica. Ou seja, a ruptura ocorreu imediatamente após atingir o ponto de instabilidade, sugerindo que a ruptura é devido a mecanismo associado a mecânica da instabilidade. Entretanto, existe alguma diferença sutil de comportamento entre os materiais: o cobre e o alumínio tiveram uma pequena deformação extra após o ponto de máximo. Em vista disto, podemos afirmar que no ensaio de torção plástica de metais, também temos a ocorrência do fenômeno da instabilidade e da localização da deformação plástica na estreita faixa da ruptura. Entretanto, praticamente não se observa a formação de uma redução no diâmetro útil dos cdps de torção como ocorre nos cdps de tração simples

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.PDF: 1477225 bytes, checksum: b58b2d65df7708c6e4437db3a0167e5a (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we studied the quantum dynamics of particles in a non-euclidian space. First, we studied the dynamics of a particle in a space with a linear topological defect, by confinement potential which mimics different mesoscopic systems [1, 2, 3]. By the effective mass approach [4, 5], one can apply our results to semiconductor nanostructures. Second, we studied the quantum dynamics of a particle, also in the effective mass approach, for the confinement in a spherical space. The confinement potential presented is alike the one in reference [7], but now fitted to a surface with positive curvature. We studied the dynamics for the spherical space in two situations: with and without including a topological defect. Third, we studied, both relativistic and non-relativistic, for a space with a density of defects. Some results from this thesis were published in references [8, 9]. / Neste trabalho estudamos a dinâmica de partículas em um espaço não-euclidiano. Inicialmente, estudamos a dinâmica de uma partícula em um espaço com um defeito topológico linear, para um confinamento através de um potencial que consegue modelar diferentes sistemas mesoscópicos [1, 2, 3]. Através da abordagem de massa efetiva [4, 5], pode-se aplicar nossos resultados a nanoestruturas semicondutoras. Em um segundo momento, estudamos a dinâmica quântica de uma partícula, também na abordagem de massa efetiva, para o confinamento em um espaço esférico. O potencial confinante tratado é similar ao da referência [7], só que agora ajustado para uma superfície de curvatura positiva. Estudamos a dinâmica para o espaço esférico em duas situações: com e sem a inserção de um defeito topológico. Em um terceiro momento, estudamos a dinâmica, tanto relativística quanto não relativística, para um espaço com uma densidade de defeitos. Parte dos resultados desta tese foram publicados nas referências [8, 9].

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é avaliar a importância do comportamento de estruturas dotadas de elementos de hastes de paredes delgadas, e o surgimento das tensões de bimomentos nas mesmas. Particularizações do estudo são feitas para pórticos planos e vigas dotadas de solicitações que induzem ao surgimento de empenamentos e deformações características de hastes delgadas, utilizando-se os métodos analíticos. Para a análise mais abrangente do surgimento das tensões de bimomentos, cisalhantes e do comportamento estrutural são feitas variações nas dimensões da seção transversal dos perfis de seção aberta. / This work intends to evaluate bimoments stresses in thin-walled structures mainly in beams and plane frames. External loads induce to warping and strains due to slenderness of thin profiles in open cross section, essential characteristics of a thin-walled structure. Analytical methods are employed in order to research the structural behavior and bimoments stresses, in a wider aspect that cannot be explained by the theory of thick-walled beams.